Effet de l'exercice physique par vibration du corps entier sur l'activité musculaire des membres inférieurs : approche méthodologique et applications pratiques

Analysis of whole-body vibration exercise effect on lower limb muscle activity using surface electromyography : methodological considerations and practical applications

• Auteur / Autrice : Karin Lienhard
• Direction : Serge Colson, Olivier Meste
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du mouvement
• Date : Soutenance le 07/11/2014
• Etablissement(s) : Nice
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences du Mouvement Humain (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Motricité Humaine, Expertise, Sport, Santé (LAMHESS) (Nice, Alpes-Maritimes ; Marseille, Bouches-du-Rhône ; Toulon, Var) - Laboratoire Motricité Humaine, Education, Sport, Santé
• Jury : Président / Présidente : Alain Martin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Serge Colson, Olivier Meste, Alain Martin, William Bertucci, Pierre Portero, Aline Cabasson
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : William Bertucci, Pierre Portero

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électromyographie

Membre inférieur

Muscles -- Motilité

Effets physiologiques

Vibrations

Mots clés libres

Vibration du corps entier

Activité musculaire réflexe

Traitement des signaux d'électromyographie de surface

Artéfacts de mouvement

Analyse dans le specte de puissance

Whole-body vibration

Reflex activity

Surface electromyography (sEMG) processing

Motion artifacts

Power spectral analysis

Résumé

L’objectif de cette thèse a été d’analyser l’effet de l’exercice physique réalisé sur plateforme vibrante (whole-body vibration, WBV) sur l’activité musculaire des membres inférieurs, de développer des outils d’analyse méthodologiques et de proposer des recommandations pratiques d’utilisation. Deux études méthodologiques ont été menées pour identifier la méthode optimale permettant de traiter les signaux d'électromyographie de surface (sEMG) recueillis pendant la vibration et d'analyser l'influence de la méthode de normalisation de l'activité sEMG. Une troisième étude visait à mieux comprendre si les pics sEMG observés dans le spectre de puissance du signal contiennent des artéfacts de mouvement et/ou de l'activité musculaire réflexe. Les trois études suivantes avaient pour but de quantifier l’effet de la WBV sur l’activité musculaire en fonction de différents paramètres tels que, la fréquence de vibration, l'amplitude de la plateforme, une charge supplémentaire, le type de plateforme, l'angle articulaire du genou, et la condition physique du sujet. En outre, l'objectif a été de déterminer l'accélération verticale minimale permettant de stimuler au mieux l'activité musculaire des membres inférieurs. En résumé, les recherches menées au cours de cette thèse fournissent des solutions pour de futures études sur : i) comment supprimer les pics dans le spectre du signal sEMG et, ii) comment normaliser l'activité musculaire pendant un exercice WBV. Enfin, les résultats de cette thèse apportent à la littérature scientifique de nouvelles recommandations pratiques liées à l’utilisation des plateformes vibrantes à des fins d’exercice physique.

The aim of this thesis was to analyze the effect of whole-body vibration (WBV) exercise on lower limb muscle activity and to give methodological implications and practical applications. Two methodological studies were conducted that served to evaluate the optimal method to process the surface electromyography (sEMG) signals during WBV exercise and to analyze the influence of the normalization method on the sEMG activity. A third study aimed to gain insight whether the isolated spikes in the sEMG spectrum contain motion artifacts and/or reflex activity. The subsequent three investigations aimed to explore how the muscle activity is affected by WBV exercise, with a particular focus on the vibration frequency, platform amplitude, additional loading, platform type, knee flexion angle, and the fitness status of the WBV user. The final goal was to evaluate the minimal required vertical acceleration to stimulate the muscle activity of the lower limbs. In summary, the research conducted for this thesis provides implication for future investigations on how to delete the excessive spikes in the sEMG spectrum and how to normalize the sEMG during WBV. The outcomes of this thesis add to the current literature in providing practical applications for exercising on a WBV platform.